Антиоксиданты в мезотерапии. Часть 1

В последнее время сложилось представление об окислительном стрессе – таком состоянии организма, при котором либо повышается образование свободных радикалов, либо не справляется со своей функцией антиоксидантная защита.

Согласно свободнорадикальной теории, именно окислительный стресс является главным фактором старения. К сожалению, у нас пока еще не сложилась культура применения препаратов с антиоксидантными свойствами, и существуют прямо противоположные варианты их использования: от бессистемного приема до пренебрежительного отношения к ним как к чему-то устаревшему и не модному. Между тем, свойства антиоксидантов хорошо изучены, и польза их применения в эстетической медицине доказана.

Свободные радикалы и окислительный стресс

В настоящее время признано, что окислительное повреждение различных макромолекул (нуклеиновых кислот, белков, липидов) – это главный фактор, который обуславливает старение организма и, в частности, кожи. При чрезмерном накоплении в клетках и тканях кожи активных форм кислорода – свободных радикалов с наибольшей повреждающей способностью – происходит повреждение и, в прямом смысле, укорочение жизни клеток [6].

Окисление – это не что иное, как передача электрона от атома одного вещества к атому другого, являющегося окислителем. Окислитель, приняв электрон, восстанавливается.

Кислород – главный окислитель в природе, но еще более сильным окислительным действием обладают его свободнорадикальные активные формы.

Свободные радикалы – атомы и молекулы с неспаренным электроном, обладающие высокой реакционной способностью. Они чрезвычайно активно вступают в химические реакции, поскольку имеют свободное место для электрона, который пытаются «отнять» у других веществ. Если это удается, восстановленный радикал становится неактивным, но зато окисленное (лишенное электрона) вещество становится агрессивным радикалом. В результате ранее инертные вещества начинают активно вступать в химические реакции.

Например, в окисленной ДНК радикалами могут стать даже две части одной нити. Повреждения же в молекулах ДНК становятся причиной гибели или еще хуже – ракового

перерождения клеток [1].

Свободные радикалы появляются как побочный продукт восстановления молекулярного кислорода до воды, которое осуществляется как в процессе нормального дыхательного цикла в митохондриях, так и в результате агрессивного влияния экзогенных факторов (УФ-излучения, радиоактивного излучения и т.д.) и веществ (прооксидантов). Радикальные формы кислорода (свободные радикалы) и, прежде всего, супероксид-анион и гидроксид-радикал, обладая свободным местом для электрона, могут быть окислителями (первый – слабым, второй – очень сильным). Реакции с участием радикалов в организме обычно называют свободнорадикальным окислением. При чрезмерной активации этих реакций возникает окислительный стресс.

Причины окислительного стресса

Основные причины, приводящие к активации свободнорадикального окисления в тканях:

• уменьшение поступления в организм экзогенных антиоксидантов (токоферола, аскорбиновой кислоты, биофлавоноидов и др.);
• стресс различного происхождения;
• поступление в организм прооксидантов (пестицидов, лекарств-окислителей, фотохимических продуктов смога и т.д.);
• избыточное потребление жиров и углеводов при недостаточном их расходовании;
• гипокинезия;
• влияние физических факторов (УФ-излучения, электромагнитного поля и т.д.);
• возрастное уменьшение активности антиоксидантных ферментов;
• врожденные энзимопатии антиоксидантных ферментов.[7].

Перекисное окисление липидов – один из главных механизмов повреждения клетки

Окисление липидов называется перекисным, потому что его продуктами являются различные перекиси, в том числе – перекись водорода. По данному механизму окисляются, прежде всего, ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточных мембран. Это ряд цепных реакций, при которых продукт одной реакции является катализатором следующей, а количество свободных радикалов в результате лавинообразно возрастает. Продукты перекисного окисления липидов накапливаются и могут вызвать гибель клетки, разрушая ее мембранные липиды. Но главная опасность перекисного окисления липидов заключается в том, что агрессивные липидные перекиси легко превращаются в новые радикалы, количество их возрастает в геометрической прогрессии, они реагируют со всеми веществами, которые встречаются на их пути, а таковыми могут быть и липиды, и белки, и ДНК.

На скорость перекисного окисления липидов влияют различные внешние условия и химические соединения, которые принято делить на прооксиданты (усиливающие процессы перекисного окисления) и антиоксиданты (тормозящие перекисное окисление).

Последствия свободнорадикальных реакций

Активация свободнорадикального окисления, прежде всего, перекисного окисления липидов – универсальная реакция организма на внешние воздействия самой разной природы. Образующиеся при этом радикалы могут участвовать в физиологических реакциях организма, таких как распад отработавших свой срок молекул белков и фосфолипидов, синтез липидных биорегуляторов (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов), процессы редокс-сигнализации. Свободнорадикальное окисление может быть звеном различных физиологических процессов – раздражимости и проведения возбуждения, биосинтеза гормонов, клеточного деления и дифференцировки, неспецифического иммунного ответа [1]. В здоровой клетке и нормально функционирую-

щем организме существует равновесие между свободнорадикальными и антиоксидантными реакциями. Если это равновесие сдвигается в сторону активации свободнорадикально го окисления, а собственные антиоксиданты не могут его скомпенсировать – развивается окислительный стресс. В зависимости от степени активации окислительных реакций конечный результат может быть разным – от временного повышеия проницаемости мембраны до некроза клетки. Синдром пероксидации включает повреждение мембран, инактивацию или трансформацию ферментов, подавление деления клеток и накопление инертных полимеров типа липофусцина.

Проявления окислительного стресса

Итак, следствием перекисного окисления липидов является повреждение макромолекул и мембран. Это приводит к нарушению барьерной и других функций клеточных мембран, к разобщению процессов окисления и фосфорилирования на мембранах митохондрий. Дефицит энергии отражается на всех процессах, включая пролиферацию, дифференцировку клеток, синтез различных веществ. Страдают не только клетки всех слоев кожи, но и межклеточного вещества. Повреждение белков-ферментов ведет к нарушению метаболизма в клетке и межклеточном пространстве, поврежденные свободными радикалами клеточные ферменты уже не могут полноценно управлять химическими превращениями в клетках. Нарушается природная конформация белковых молекул и функциональное взаимодействие белков друг с другом. Окисленные белки начинают неправильно реагировать на внутриклеточные сигналы, их ошибки становятся опасными для клеточного метаболизма. Причем эти процессы протекают в клетке даже при незначительном накоплении свободных радикалов.

Окисленные свободными радикалами молекулы коллагена, сами превратившись в активные радикалы, могут связываться друг с другом, образуя димеры. «Сшитый» коллаген становится менее эластичным, накопление же коллагеновых димеров ведет к старению кожи и возникновению морщин. Кроме того, увеличивающееся число межмолекулярных связей повышает содержание коллагена, резистентного к действию энзимов [4, 11].

В настоящее время установлено, что перекисное окисление липидов и другие виды свободнорадикальных реакций участвуют в патогенезе большинства заболеваний (включая инфекционные) и формировании эстетических дефектов кожи. А их роль в преждевременном старении кожи, в процессах фотостарения и канцерогенеза – убедительно доказана. В условиях фотоокислительного стресса активные радикалы кислорода тормозят процессы фибриллогенеза, способствуют фрагментации коллагена и образованию дополнительных сшивок, нарушают структуру и функции межклеточного матрикса, повреждают эндотелий сосудов. Повреждение ядерных структур клетки становится причиной роста опухолевых клеток [14 ,15].

Проявления повреждений кожи свободными радикалами и окислительным стрессом различны и, безусловно, зависят от силы, времени воздействия и природы негативных факторов. Это может быть сухость кожи, ее повышенная чувствительность, склонность к воспалительным реакциям, гиперкератоз, гиперпигментация, морщины, телеангиэктазии и даже различные новообразования.

Виды антиоксидантов в организме

Поскольку процесс свободнорадикального окисления происходит в организме постоянно, должна существовать контролирующая его система. Это система антиоксидантов. Антиоксиданты могут быть экзогенными, как, например, витамин Е, поступающий только с пищей, и эндогенными.

По механизму действия антиоксиданты делят на:

• «мусорщиков» – защищают организм от всех свободных радикалов, восстанавливая их до стабильных форм;
• «ловушки» – имеют сродство к конкретному веществу;
• антиоксиданты, обрывающие цепи – вещества, еще более активные, чем радикалы. После взаимодействия с радикалом эти вещества превращаются в свободный, но малоактивный радикал.

В состав антиоксидантной системы тканей входят:

1. Ферменты-антиоксиданты: супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза, фосфолипаза, глутатионпероксидаза и пр.
2. Макромолекулярные неферментные соединения: трансферрин, церрулоплазмин, ферритин, сывороточный альбумин, мелатонин.
3. Низкомолекулярные неферментные соединения: аскорбиновая кислота, глутатион, серосодержащие аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, билирубин, адреналин, стероидные гормоны, витамины А, Е, К, убихинон, флавоноиды, микроэлементы с антиоксидантным действием [10].

Антиоксидантная защита кожи – мощная многокомпонентная система. На поверхности кожи в больших количествах находятся жирорастворимые антиоксиданты: сквален, альфа-токоферол и бета-каротин. Они составляют первую линию защиты от внешних факторов (в первую очередь, от УФ-излучения). Следующим барьером для прооксидантных факторов становятся внеклеточные и внутриклеточные антиоксиданты.

1. Внеклеточная антиоксидантная защита кожи - обеспечивается действием внеклеточных антиоксидантов, которые отвечают заосвобождение от свободных радикалов, в первую очередь, межклеточного пространства, основными среди которых являются:

• Витамин Е (токоферол) – обрывает цепи свободнорадикальных реакций в липофильной среде, является надежным защитником липидных мембран, останавливая процесс перекисного окисления липидов.
• Витамин С (аскорбиновая кислота) – является гидрофильным веществом, напрямую реагирует с супероксид-анионом, гидроксильным радикалом и многочисленными липидными гидроперекисями, кроме того, восстанавливает антиоксидантную активность токоферола.
• Каротиноиды – обладают способностью захватывать свободные радикалы, наиболее активен бета-каротин, прекрасно предохраняет липиды от перекисного окисления.
• Глутатион – взаимодействует со свободными радикалами, особенно гидроксильными и углеводородными.
• Супероксиддисмутаза – антиоксидантые свойства заключаются в катализе дисмутации супероксидного анион-радикала в перекись водорода, что предотвращает дальнейшую генерацию свободных радикалов.
• Гутатионпероксидаза – использует глутатион для восстановления перекиси водорода и липидных гидроперекисей до нейтральных и малотоксичных соединений.
• Каталаза – катализирует превращение перекиси водорода в воду, действует в паре с глутатионпероксидазой. Оба фермента обезвреживают кислородсодержащие радикалы.

2. Процессы внутриклеточной системы защиты происходят непосредственно в клетках. Клетки содержат все типы антиоксидантов, что позволяет противостоять действию любых свободных радикалов. Жирорастворимые антиоксиданты локализуются в мембранах, водорастворимые – в цитозоле клетки и мембранных органоидов, причем располагаются они в тех участках, где образуются соответствующие свободные радикалы, либо там, где клетка сталкивается с ними (наружная мембрана клетки).

Один из основных растворимых антиоксидантов в клетке – трипептид глютатион. Его концентрация превышает концентрацию других растворимых антиоксидантов, таких как витамин С, мочевина. Витамины А и Е могут накапливаться в клеточных мембранах и расходоваться по мере надобности, а вот витамин С и восстановленный глутатион не депонируются. Поэтому в условиях окислительного стресса необходимо поступление наиболее важных антиоксидантов извне [4, 9, 13].

Для нормальной жизнедеятельности кожи необходима активная работа обеих составляющих, поскольку данный орган подвергается агрессивным воздействиям внешней среды и представляет собой первый барьер антиоксидантной защиты организма. Вот почему так важно применение ингредиентов с антиоксидантным действием в наружных и инъекционных косметических средствах.

В последнее время стал популярен термин «вторичная фотозащита». Она осуществляется посредством ферментов, удаляющих продукты деградации биомолекул в результате свободнорадикальных реакций, веществ, участвующих в метаболизме антиоксидантов, а в коже – факторов, повышающих ее фоторезистентность. На первом месте в этом ряду находится пигмент меланин, который предохраняет от повреждения не только клетки базального слоя эпидермиса, но и клетки дермы, нервы, сосуды [4].

Продолжение темы...